隨著社會(hui) 發展，工業(ye) 迅猛發展，人民生活水平日益提高。工業(ye) 生活汙水的排放量逐年增加，我國水質問題愈加嚴(yan) 峻。以渤海灣為(wei) 例，1997~2010年，渤海的富營養(yang) 化狀況逐漸惡化，總麵積由110km2增至14080km²。遼東(dong) 灣的富營養(yang) 化程度和麵積均呈加重趨勢，至2010年已有大麵積區域處於(yu) 重度富營養(yang) 化狀態;位於(yu) 渤海灣底部的天津近岸海域自2000年以來始終處於(yu) 重度富營養(yang) 化狀態;大連近岸海域2010年出現了較嚴(yan) 重的富營養(yang) 化現象，尤其是複州灣和普蘭(lan) 店灣呈現較大麵積的重度富營養(yang) 化區域。汙水處理不善引起的水環境問題引起環境工作者的重視。就汙水除磷而言，根據工作機理不同，對磷的去除主要有三種方法:分別是化學除磷、生物除磷、物理除磷。曝氣生物濾池具有同步去除懸浮物、有機物和脫氮除磷的功能，節省了後續沉澱池，具有容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質好，運行能耗低，運行費用少等優(you) 點被廣泛應用。而填料的選擇也很為(wei) 重要，傳(chuan) 統的填料有陶粒、褐煤、砂、沸石、爐渣等。近年來貝類養(yang) 殖業(ye) 較為(wei) 成熟發達，年產(chan) 量巨大。有研究顯示牡蠣殼柱對磷具有很好的去除效果，HRT為(wei) 12h時磷去除率達到了70%~80%。為(wei) 了更好的發揮貝殼除磷的效果，控製好反應條件是非常有必要的。本研究的主要目的是貝殼除磷的較適pH值。

1實驗原理

本試驗以貝殼粉作為(wei) 汙水除磷劑采用化學除磷方法去除汙水中的磷。貝殼含有大量碳酸鈣，研磨成粉狀顆粒後在酸性條件下更容易參與(yu) 反應。CaCO₃在酸性條件下會(hui) 溶解釋放出Ca2+並與(yu) 汙水中的PO43-結合形成磷酸鈣沉澱，同時PH值回升。

與(yu) 此同時，PO43-和被酸溶出的Fe2+和Fe3+進行化學反應，此時Fe2+被氧化為(wei) Fe3+，產(chan) 生不容沉澱。反應過程中pH值是逐漸降低的。因而要適當控製PH值提高反應效率。不僅(jin) 如此，副反應生成的Fe(OH)₃具有絮凝作用，在沉澱的過程中能夠吸附不易沉澱的含磷的懸浮物，助於(yu) 總磷的去除。

通過原理分析不難得知，貝殼除磷主要依靠沉澱和吸附兩(liang) 種作用。一方麵，聚磷酸鹽通過水解反應生成正磷酸鹽，其中的磷酸根與(yu) Ca2+、Fe2+和Fe3+反應生成非溶解性的沉澱;另一方麵，生成的沉澱由於(yu) 呈絮狀，又能吸附聚磷酸鹽而去除一部分磷。這樣再通過固液分離，就得到了淨化的汙水和化學汙泥。

2實驗裝置與(yu) 方法

實驗裝置：100ml燒杯4個(ge) 、玻璃棒、pH試紙、移液管、消解儀(yi) 、比色皿、ＴＰ測定裝置。

實驗藥品：自製貝殼除磷劑（含CaCO350ｇ／L）、氫氧化鈉溶液、過硫酸鉀溶液、含磷廢水（ＴＰ濃度為(wei) 3－8mg／L）。

實驗方法：用大燒杯量取500ml含磷廢水，測pH值，記錄。向廢水中加入20ml配置好的經稀釋的貝殼除磷劑，攪拌後放置30min。取含磷廢水30ml於(yu) 50ml燒杯標為(wei) 原水樣，測定pH並記錄。取3個(ge) 50ml燒杯，將其編號，取上述水樣溶液30ml於(yu) 1號燒杯中，往水樣中滴加NaOH溶液調節pH值，使pH分別為(wei) 9；10min後再取30ml水樣於(yu) 2號燒杯中，按上述步驟調節pH為(wei) 10；10min後再取樣一次調節pH為(wei) 11。從(cong) 3個(ge) 燒杯中取一定量溶液分別加入三個(ge) 已編號的試管中，各加入一定量的過硫酸鉀溶液。連同原水樣放進消解儀(yi) 中消解30min。取出試管冷卻2min，分別加入Ｐ1、Ｐ2試劑，較後用ＴＰ測定裝置測定各燒杯中水樣的總磷含量，並記錄數據。根據上個(ge) 實驗確定汙水除磷的較適pH。量取500ml含磷廢水平均分配到4個(ge) 燒杯中，分別調節至較適pH。分別加入5ml、10ml、15ml、20ml稀釋後的貝殼除磷劑。用玻璃棒攪拌混勻後靜置3h，按3．1方法測定總磷含量。

3實驗結果與(yu) 討論

3．1pH值對貝殼除磷的影響實驗數據。次實驗中pH對實驗結果的影響實驗數據見表1。誤差分析：本次實驗中我們(men) 加入的貝殼汙水除磷劑為(wei) 5ml，由於(yu) 汙水除磷劑投入的不足，同時加入貝殼汙水除磷劑後等待其與(yu) 廢水中磷反應的時間太短，這使反應後測得總磷的含量仍舊很高，沒有達到預期的除磷效果。進而我們(men) 再次做了第二次實驗。第二次實驗中pH對實驗結果的影響實驗數據見表2。誤差分析：第二次實驗中我們(men) 吸取上一次實驗的經驗教訓加大了汙水除磷劑的濃度以及投入量，由原來的5ml增至20ml，並延長了除磷劑與(yu) 汙水的反應時間。但是從(cong) 實驗數據來看，我們(men) 的數據相比加入40ml除磷劑的實驗小組，總磷的含量相對要高，仍沒有達到理想的除磷效果。雖然如此，從(cong) 本次實驗中我們(men) 還是可以看到在pH為(wei) 11時，汙水除磷劑的效果更好。結果分析：在汙水除磷劑加入含量的實驗中首先將pH值調節至11，但是在反應過程中pH減小，待取樣測定時pH為(wei) 9左右。所以可認定實驗在pH為(wei) 9的條件下發生反應時導致除汙效果減弱。應該改進在反應期間每隔一定時間測定一次溶液的pH並及時調節。根據加入汙水除磷劑量多少的表格來看，汙水除磷劑加入量在20ml時除磷效果較好。除磷處理後的水中ＴＰ濃度＜0．5mg／L時說明除磷效果很好，但由於(yu) 誤差分析中以及實驗討論中的原因導致沒有達到預想的效果。

3．2貝殼投量對汙水除磷效果的影響。加入汙水除磷劑投量對實驗結果的影響實驗數據見表3。結果分析：從(cong) 實驗數據可以看出同種濃度下汙水除磷試劑的投量越大，總磷含量越低，除磷效果越好。

通過兩(liang) 次實驗我們(men) 可以得到在一定濃度下並反應充分，當pH值為(wei) 11時，總磷含量較低，貝殼製備的汙水除磷劑的除磷效果較好。在pH值以及反應時長均一定時，貝殼汙水除磷劑的投入量越大汙水總磷的含量越低，汙水除磷的效果越好。不僅(jin) 如此，通過幾次不理想的實驗數據中我們(men) 可以得出，實驗反應的過程中一定要注意實驗設計的合理性以及實驗細節。比如時刻注意反應過程中的pH變化，以及對反應時間的控製。